Hogyan határozzák meg a kazán gőzviszonyai a megfelelő WTE-turbina méretét

A megfelelő WTE-turbina méretét az határozza meg, hogy a kazán mekkora mennyiségű gőzt képes megbízhatóan szolgáltatni a turbina belépőjénél, valamint az előírt kipufogási feltételek; önmagában a célként kitűzött villamos teljesítmény nem elegendő. A gőz tömegárama határozza meg az áteresztőképességet, míg a belépőnyomás, a hőmérséklet és a kipufogónyomás szabja meg az átalakításra rendelkezésre álló energiát. A kiválasztásnak ki kell terjednie a normál üzemre, a tartós maximális áramlásra, valamint azokra a részterhelési feltételekre, amelyekkel az erőmű ténylegesen szembesülhet.

A kizárólag a kazán névleges gőztermelésére alapozott ajánlat a tervezési munkaponton megfelelőnek tűnhet, de gyengén teljesíthet, amikor változik a hulladék fűtőértéke, a gőzt az erőmű saját céljaira vezetik el, vagy emelkedik a kondenzátor nyomása. A gyakorlatban egy ellenőrzött gőzmérleggel és üzemi tartománnyal kell kezdeni. Ezek alapján határozható meg a turbina áteresztőképessége, konfigurációja, elérhető teljesítménye, valamint azok a feltételek, amelyek mellett a teljesítménygaranciáknak érvényesnek kell lenniük.

A turbina határán fennálló gőzviszonyok meghatározása

A kazán kilépőoldali adatai és a turbina belépőoldali adatai nem felcserélhetők. A csővezetékeken, szelepeken és szűrőkön fellépő nyomásveszteségek csökkentik a belépőnyomást. A hőveszteségek és a lefúvatásos hőmérséklet-szabályozás befolyásolják a hőmérsékletet, míg a gáztalanító gőzellátása, a koromfúvás, a technológiai fogyasztók és más gőzfogyasztók csökkentik az energiatermelésre rendelkezésre álló gőzáramot.

Használjon méréseket vagy tervezési számításokat egyértelműen meghatározott turbina-belépési határra vonatkozóan. Működő erőmű esetén az összehangolt mérési adatok hasznosabbak, mint az egymástól függetlenül rögzített maximális értékek: előfordulhat, hogy a legnagyobb áramlás, nyomás és hőmérséklet nem egyidejűleg jelentkezik. Új erőmű esetén kérjen egymással összhangban álló kazánüzemi eseteket egyetlen névleges specifikáció helyett.

A kazán gőztermelésének megalapozott teljesítményértékké alakítása

Egyszerű, gőzelvétel nélküli turbina esetén az első közelítés a következő:

Bruttó villamos teljesítmény ≈ gőz tömegárama × izentrópikus entalpiaesés × turbina izentrópikus hatásfoka × mechanikai hatásfok × generátorhatásfok.

Ha a tömegáramot kg/s-ban, az entalpiaesést pedig kJ/kg-ban adjuk meg, az eredmény kW-ban értendő. Az izentrópikus kilépőentalpiát a gőz tulajdonságai alapján, a belépő entrópia és a kilépőnyomás felhasználásával kell meghatározni. Ez a becslés az ajánlatok előzetes értékelését segíti; nem helyettesíti a beszállító fokozatszámítását vagy garantált teljesítménytérképét.

A magasabb belépőhőmérséklet általában növeli a tágulás során rendelkezésre álló energiát, és javíthatja a kilépő gőz minőségét. A nyomásváltozások a termodinamikai tágulást és a belépő gőz sűrűségét egyaránt befolyásolják, ezért hatásuk a hőmérséklet, az áramlás és a kilépési feltételek figyelembevétele nélkül nem értékelhető. Így azonos tömegáramú gőzzel táplált két turbina eltérő teljesítményt adhat le, és különböző belépési geometriát igényelhet.

Gőzelvételes vagy több belépési ponttal rendelkező elrendezések esetén szakaszonkénti hőmérleget kell alkalmazni. A gőzelvételi ponton elvezetett gőz már nem halad át a további fokozatokon. A generátorkapcsokon mért teljesítményt is különböztesse meg az erőmű nettó hálózati betáplálásától: a szivattyúk, ventilátorok, hűtőberendezések és más segédüzemi berendezések villamos energiát fogyasztanak. A bruttó névleges teljesítmény nem hasonlítható közvetlenül egy másik ajánlat nettó betáplálási adatához.

A méret rögzítése előtt válassza ki a kilépési elrendezést

A megfelelő villamos névleges teljesítmény nem határozható meg kizárólag a kazán alapján. A turbina kilépési feltételei szabják meg, hogy a rendelkezésre álló gőzenergiából mennyi alakítható tengelyteljesítménnyé.

Kondenzációs üzem villamosenergia-termeléshez

A kondenzációs turbina olyan nyomásra expandálja a gőzt, amelyet a kondenzátor és a hűtőrendszer határoz meg. Az alacsonyabb kilépőnyomás általában növeli a teljesítményt, de a kilépő oldali térfogatáramot is megnöveli, és hatással lehet a nedvességi viszonyokra. A kilépő gyűrűteret, az utolsó fokozat lapátjait és a kondenzátort összehangolt rendszerként kell értékelni.

A kedvező hűtési feltételekre számított névleges teljesítmény túlbecsülheti a melegebb időszakokban elérhető teljesítményt. Kérjen teljesítményadatokat a meghatározott szezonális kondenzátornyomásokra, beleértve a kilépő áramlásra vonatkozó esetleges korlátozásokat és a kis terhelésű üzemet is.

Ellennyomásos vagy gőzelvételes üzem hasznos hő előállításához

Az ellennyomásos turbina azon a nyomáson bocsátja ki a gőzt, amelyre a downstream hőfogyasztónak szüksége van. Villamos teljesítményét ez a nyomás, valamint a fogyasztó gőzfelvevő képessége korlátozza. Nagyobb generátor kiválasztása nem teremt további tágulási energiát, és nem oldja meg a hőigény hiányát.

Ha a hőigény a kazán termelésétől függetlenül változik, a gőzelvételes-kondenzációs elrendezés rugalmasabb üzemet biztosíthat. Az értékelésnek ki kell terjednie a hőigény-vezérelt és a villamosenergia-termelés-vezérelt üzemre, a gőzelvétel szabályozásának viselkedésére, valamint a kisnyomású szakaszon átáramló minimális gőzmennyiségre. Nem szabad feltételezni, hogy a maximális gőzelvételi áramlás és a maximális villamos teljesítmény egyidejűleg elérhető.

Az üzemi tartományra méretezzen, ne az egyes szélsőértékekre

A hulladékhasznosító kazán teljesítménye a tüzelőanyag tulajdonságaitól, az égésszabályozástól, az elszennyeződéstől és az üzemi korlátozásoktól függően változik. A turbina méretezésekor különbséget kell tenni a rendszeresen előforduló feltételek és az olyan rövid csúcsok között, amelyek a gőzrendszer más részein kezelhetők.

1. A normál üzem meghatározása: vegye alapul a várható folyamatos gőzellátást, a jellemző hőigényt és a reprezentatív hűtési feltételeket.
2. A tartós maximális üzem ellenőrzése: igazolja a gőzbevezetési kapacitást, a szelepek helyzetét, a generátor képességeit és a kilépő áramlást olyan gőzviszonyok mellett, amelyek egyidejűleg is előfordulhatnak.
3. A minimális stabil üzem értékelése: vizsgálja meg a hatásfokot, a fordulatszám-szabályozás stabilitását, a gőzelvételi nyomás szabályozását és a gyártó által meghatározott minimális áramlási határértékeket.
4. A hihető tranziens állapotok áttekintése: határozza meg a kazánteljesítmény-ingadozásokra, a terhelés elutasítására, a hőfogyasztó kiesésére és a turbina leállására adott válaszokat.

A túlméretezett gőzút üzemidejének jelentős részében a tervezett áramlási feltételektől eltérően működhet. A túl szűkre méretezett turbina tartósan magas termelés esetén korlátozhatja a gőz bevezetését, ami a gőz megkerülő vezetéken történő elvezetésére vagy a kazán üzemének korlátozására kényszeríthet. A várható éves termelést terhelési időtartam-görbe alapján hasonlítsa össze, és ne automatikusan a legnagyobb adattáblán szereplő névleges teljesítményű ajánlatot válassza.

A hálózati ütemezés külön döntést igényel. Ha az erőműnek az egyes időszakok között kell áthelyeznie a villamosenergia-ellátást, az Air Energy Storage a hálózatról származó többlet-villamos energiával levegőt sűrít, a sűrítés hőjét például olvadt sót tartalmazó hőtároló közegben tárolja, majd a levegőt a tágulás előtti felmelegítés után villamosenergia-termelésre használja. Az ilyen energiatárolás a villamosenergia-termelés időzítését kezeli; nem növeli a kazánból rendelkezésre álló gőzmennyiséget, és nem helyettesíti a turbina megfelelő méretezését.

Minden tervezési tartalék alapja legyen nyomon követhető

Az általános kapacitástartalék több különböző feltételezést rejthet el. Kérje meg a beszállítókat, hogy jelöljék meg, az egyes tartalékok a kazán gőzáramának bizonytalanságát, a jövőbeli gőztermelést, a belépési nyomásveszteségeket, a generátor kapacitását vagy más meghatározott feltételt fedeznek-e. Ezeket a tartalékokat nem szabad alátámasztó üzemi eset nélkül összeadni.

• Áramlási tartalék: ellenőrizze a használható belépési kapacitást a többletáramláshoz tartozó nyomás és hőmérséklet mellett.
• Generátortartalék: a képességet a megadott teljesítménytényező, környezeti feltételek és hűtési korlátok mellett értékelje, ne csak a turbina tengelyteljesítményét vegye figyelembe.
• Kilépőoldali kapacitás: ellenőrizze a térfogatáramot a vonatkozó tömegáram és kondenzátornyomás mellett.
• Üzemeltetési korlátok: kérje be a megengedett belépési tartományokat, a hőmérséklet-változás korlátait, a nedvességi kritériumokat és a minimális folyamatos terhelést.

A gőzminőséget külön is felül kell vizsgálni. A víz áthordása és a nem megfelelő vízkémiai szabályozás lerakódást, eróziót vagy korróziót okozhat; a turbina kapacitásának növelése nem kezeli ezeket a kockázatokat. Mielőtt a teljesítményszámításokat elegendő bizonyítéknak tekintené a megfelelőségre, erősítse meg a kazán gőztisztasági követelményeit és a turbina beszállítójának elfogadási határértékeit.

Az ajánlatok összehasonlítása azonos üzemi esetek alapján

Minden ajánlattevőnek ugyanazt az esetmátrixot adja ki. Ennek tartalmaznia kell a névleges üzemet, a jellemző részterheléseket, a magas kondenzátornyomást és az előírt gőzelvételi kombinációkat. Minden alkalmazandó esetre kérje be a garantált teljesítményt, a gőzfogyasztást vagy a hőfogyasztást, az üzemeltetési korlátokat és a teljesítménykorrekciók alapját.

Az adatok összehasonlítása előtt tisztázza a határfeltételek eltéréseit: a belépő mérési helye, a generátorkapcsokon mért vagy nettó teljesítmény, a segédüzemi fogyasztás, a hűtési feltételek és a gőzelvezetésre vonatkozó feltételezések mind megváltoztathatják a látszólagos rangsort. Kérje a megkerülő vezeték kapacitásának és a turbina leállására adott válasznak az értékelését is a turbina méretezése mellett, mivel a kazánból érkező gőznek biztonságos elvezetési útvonalra van szüksége akkor is, ha a turbina nem képes azt fogadni.

A műszakilag megfelelő kiválasztásnak igazolnia kell a kapacitást a tartós maximális gőzellátás mellett, az elfogadható működést a gyakori részterhelési körülmények között, valamint az erőmű kilépési és hőellátási követelményeivel való összhangot. A kazán teljesítményének minden még nem tisztázott változékonyságát kifejezett érzékenységi tényezőként kell kezelni az értékelésben, nem pedig egy meg nem indokolt turbina-méretezési tartalékba rejteni.